世界量子日回望:科学无国界,合作是量子时代的大势所趋

               内容来源:量子前哨(ID:Qforepost)

 

文丨浪味仙  排版丨浪味仙

行业动向:2800字丨7分钟阅读

1900 年,德国物理学家马克斯·普朗克(Max Planck)在研究黑体辐射问题,发现经典物理学无法解释黑体辐射光谱中的紫外灾难现象。为了解决这一问题,他提出了能量量子化的概念,并引入了普朗克常数h=4.135667696×10-15 eV·s。这一发现标志着量子力学的诞生,并奠定了现代物理学的基础。

普朗克常数的历史背景,体现了物理学从经典向量子的转变,其发现和应用对科学界产生了深远影响。为了纪念这一发现,2021 年 4 月 14 日,世界各地的量子科学家们发起“世界量子日”倡议,旨在让公众也能参与到对量子科学与技术的理解和讨论,之所以选在 4 月 14 日,就是取普朗克常数前几位数字(四舍五入近似)的“414”。

今天,我们庆祝第五个“世界量子日”。在某种程度上来说也是在致敬全球科学家的多边协作精神:普朗克常数可以被精确定义,但人类合作的尺度不应被局限。

回望 20 世纪,在量子力学诞生初期,来自各个不同国家的普朗克、爱因斯坦、玻尔、海森堡、薛定谔、德布罗意乃至玻色、汤川秀树等人,在一系列索末菲会议为代表的国际学术交流中不断展开论战,这些论战如同大型学术风暴,激烈的思想碰撞促进了各国科学家对量子力学和物质的本质展开了深入的思考,在不断的诘难、辩论、实验、计算中快速的将物理学的边界推向了一个前所未有的高度,成为量子力学历史上一个无法忽视的转折点。

 玻尔(左)与爱因斯坦(右)讨论量子力学

量子革命需要全球智慧的“量子叠加”,而中国正在谱写自主创新与开放协作的“波粒二象性叙事”:既要具备独立的创新能力,又要融入全球科技共同体。今天我们面临的“第二次量子技术革命”,涵盖了量子科技的方方面面,更需要全球高度的开放与紧密的协作。

在这场量子革命中,中国通过多路径系统布局,持续推进量子通信、量子计算与量子精密测量领域的技术突破与协同发展。例如量子通信领域,2016 年成功发射全球首颗量子科学实验卫星“墨子号”,2025 年量子直接通信(QSDC)技术创下百公里量子直接通信速率世界纪录。量子计算领域,2023 年成功构建的“九章三号”光量子计算机,以 255 个光子再度刷新光量子信息的技术水平和量子计算优越性的世界纪录;2023 年发布自主研发的超导量子云平台“Quafu”,开放算力资源支持全球百余家科研机构开展量子算法研究;2024 年成功发布新一代 550 计算量子比特相干光量子计算机,实现了比经典计算在实际应用问题上的数万倍加速;2025 年成功构建 105 比特超导量子计算原型机“祖冲之三号”,处理量子随机线路采样问题的速度比目前最快的超级计算机快 15 个数量级。量子精密测量领域,铌酸锂基光量子集成 “工具箱”已经完善,高性能的集成光源、集成光子态调控、光子频率转换器件已经发展成熟,片上单光子探测器、存储器也取得了一定进展,为量子器件自主化奠定了坚实基础;2024 年中科院自主研制的微型芯片原子钟,精度相较传统计时设备呈现数量级上的优势,稳定性等指标已超越美国同行。

再看生态建设方面,以量子计算领域为例,我国既有一众实力创业公司积极推动量子计算生态系统的繁荣发展,打造出如开物量子计算开发者社区这样的综合性技术交流平台,合力探索量子计算技术在各行各业的应用潜力,更有国/央企躬身入局,带头引领技术突破,典型如移动云承担国资委未来产业量子计算任务,积极布局量子算力🔗,发布“五岳纪元”量子云平台,致力成为量子计算领域的原创技术策源地,为国内量子计算的发展起到了优质的信心支撑作用。

从更大范围中的格局定位来看,中国量子科技既是“国家队”,也是“世界队”

以量子计算为例。近些年,量子计算技术创新持续活跃,正逐渐成为前沿科技领域的研究热点,全球量子计算论文发表量在约 10 年时间中增长了 4 倍左右,这种增速一定程度上反应了量子计算科研活跃度不断提高。从发文量来看,美国和中国占据前两位,分别为 5430 篇和 4813 篇,遥遥领先于其他国家,这反映了两国在量子计算科研方面的活跃度和领先地位。此外,从能够反映主要国家量子计算技术产出与贡献的量子计算专利申请来看,主要来源国为中国和美国,分别占比 39%和 28%🔗

 

不能忽略的是,技术可以专利化,但科学必须‘量子化’——在叠加态中拥抱所有可能性。无论是 4 月 14 日“世界量子日”,还是被联合国钦定的 2025 “国际量子科学与技术年”,本质都是为了突破壁垒,以“合作共赢”取代“零和博弈”,构建量子时代的合作新范式。

但在浩浩荡荡的科技时代大势之前,不乏有逆潮流而动的行为。去年 10 月,美国政府就颁发新规,以国家安全风险为由,宣布对在中国量子技术领域的投资实施新限制🔗,此项最终规则涵盖三大领域:半导体与微电子、量子信息、特定人工智能系统,旨在阻止可能增强中国军事、情报、网络安全等能力的量子计算技术进步。美国政府忽略了的一点是,用政治等手段给量子科技“测磁”,只会让人类的创新自旋永远无法对齐。

我国在量子计算领域的全球活跃度与头部地位,实则是中国整个量子科技行业发展的一个视窗:我们应该以技术自信应对封锁,采取核心技术自主化与开放生态并行的战略,国内量子科技从业者和学术研究者应当合作自强、包容共进,推动中国量子科技更进一步在全球发声并展露影响力。

百年星霜流转,又是 4 月 14 日。当我们以文明史观回望量子力学初创的星河璀璨之黎明,那些曾激荡在哥本哈根的风雪、慕尼黑的深夜、巴黎左岸的咖啡渍间的智慧光芒,早已超越地理经纬的桎梏。当柏林墙砖未砌之时,巴黎左岸的咖啡尚温之际,来自与长江落霞里的凝望与恒河晨雾中的沉思,已然在普朗克常数的永恒幕布上编织出人类认知的经纬。玻尔与爱因斯坦的世纪论剑,不是两个民族的较量,而是人类思维在真理舞台上的共舞。

世界量子日的钟声,是穿越百年时空的共振波函数,它召唤着我们拂去国籍的尘埃,这个镌刻着人类群星闪耀时刻的纪念日,实则是文明火种的传递仪式——当量子比特在跨时区的屏幕上共振纠缠,我们看到,世界量子日不仅是种纪念和致敬,更是一种行动号召——让科学回归科学。毕竟量子力学的奇迹,始于个体智慧,成于人类共识。

Reference:

1、https://worldquantumday.org/

2、聚焦前沿科技,北京推动量子产业加速落地

3、京企发布量子计算“超强大脑”

4、历史上的今天——中国发射世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”

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